JP6490112B2 - Robot controller - Google Patents
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Description
本発明は、ロボット制御装置に関する。 The present invention relates to a robot control apparatus.
従来、三次元位置測定器等を使用して、多関節ロボットの先端位置情報を複数の測定点で計測し、リンク長を含むD−H(Denavit-Hartenberg)パラメータ等を補正したり、各回転関節のモータに作用する負荷トルクから生じた撓みを算出してモータ指令に加算することで撓み量を補正したりすることにより、関節ロボット先端の絶対精度を向上させることが知られている。 Conventionally, using a 3D position measuring instrument, etc., the tip position information of an articulated robot is measured at multiple measurement points, and DH (Denavit-Hartenberg) parameters including link length are corrected, and each rotation It is known to improve the absolute accuracy of the tip of the joint robot by calculating the deflection generated from the load torque acting on the joint motor and adding it to the motor command to correct the deflection amount.
例えば、特許文献1には、多関節ロボットに対して指示した位置と実際の位置とのずれ量を算出して修正する技術が開示されている。また、特許文献2には、学習モデルを用いることで関節の撓みによるずれ量を予測し修正する技術が開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses a technique for calculating and correcting a deviation amount between a position instructed to an articulated robot and an actual position.
しかしながら、上述のようにずれ量を修正したとしても、特異点近傍のためにずれ量を修正できない場合や、姿勢によっては精度が悪くなる可能性がある。そのため、多関節ロボットの動作領域の全てにおいて精度を均一にすることができないという問題点がある。 However, even if the shift amount is corrected as described above, the accuracy may be deteriorated when the shift amount cannot be corrected due to the vicinity of the singular point or depending on the posture. For this reason, there is a problem that the accuracy cannot be made uniform in all the operation regions of the articulated robot.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、多関節ロボットに教示を行う際の教示操作性を向上させることのできるロボット制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a robot control device that can improve teaching operability when teaching an articulated robot.
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の第一の態様は、多関節ロボットの動作領域空間を複数の領域に格子状に分割する際に画定される複数の分割点における位置精度情報を格納する記憶部と、前記位置精度情報及び前記多関節ロボットの現在の手先位置に基づいて、当該手先位置における位置精度を算出する位置精度算出部と、前記位置精度を表示部に出力する出力部と、を備え、前記出力部が、前記記憶部に格納された複数の前記位置精度情報の分布をマップとして出力するロボット制御装置である。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
According to a first aspect of the present invention, there is provided a storage unit that stores position accuracy information at a plurality of division points that are defined when a motion region space of an articulated robot is divided into a plurality of regions in a grid pattern, and the position accuracy information and based on the current hand position of the articulated robot, comprising: a positional accuracy calculating section for calculating a positional accuracy of the hand position, and an output unit for outputting a pre-Symbol positional accuracy on the display unit, wherein the output unit a robot controller you output a distribution of a plurality of the position accuracy information stored in the storage unit as a map.
上記第一の態様に係るロボット制御装置によれば、位置精度算出部によって、予め記憶部に格納された複数の分割点における位置精度情報と、多関節ロボットの現在の手先位置に基づいて、当該手先位置における位置精度が算出される。そして、算出された位置精度が、出力部によって外部に出力される。 According to the robot control device according to the first aspect, the position accuracy calculation unit, based on the position accuracy information at the plurality of division points stored in the storage unit in advance, and the current hand position of the articulated robot, Position accuracy at the hand position is calculated. The calculated position accuracy is output to the outside by the output unit.
このようにすることで、多関節ロボットの現在の手先位置における位置精度を教示者に即座に提示することができるため、教示者の教示操作性を向上させることができる。教示者は、提示された位置精度の情報に基づいて、教示位置における精度が良好ではないと判断した場合には、ワークの位置の変更や多関節ロボットの設置場所の変更をすることにより、精度が良好ではない位置を避けて教示を行うことができる。また、教示者は、精度が良好ではないと判断した領域について再度キャリブレーション作業を実施することができる。 In this way, since the position accuracy of the articulated robot at the current hand position can be immediately presented to the teacher, the teaching operability of the teacher can be improved. If the instructor determines that the accuracy at the teaching position is not good based on the information on the position accuracy presented, the teacher can change the position of the workpiece or the location of the articulated robot to change the accuracy. Teaching can be performed while avoiding positions that are not good. In addition, the teacher can perform the calibration work again for the area that is determined not to have good accuracy.
上記第一の態様に係るロボット制御装置において、前記出力部が、前記記憶部に格納された複数の前記位置精度情報の分布をマップとして出力する構成であってもよい。
このようにすることで、教示者は、多関節ロボットの動作領域空間における位置精度情報の分布を俯瞰することができるため、教示者の教示操作性をより向上させることができる。
In the robot control device according to the first aspect, the output unit may output a distribution of the plurality of pieces of position accuracy information stored in the storage unit as a map.
By doing so, the teacher can overlook the distribution of the position accuracy information in the motion area space of the articulated robot, so that the teaching operability of the teacher can be further improved.
本発明の第二の態様は、多関節ロボットの関節角度空間を分割する際に画定される複数の分割点における位置精度情報を格納する記憶部と、前記位置精度情報及び前記多関節ロボットの現在の関節角度に基づいて、当該関節角度における位置精度を算出する位置精度算出部と、前記位置精度を表示部に出力する出力部と、を備え、前記出力部が、前記記憶部に格納された複数の前記位置精度情報の分布をマップとして出力するロボット制御装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a storage unit that stores position accuracy information at a plurality of division points defined when the joint angle space of the articulated robot is divided, the position accuracy information, and the current state of the articulated robot. based on the joint angles, the provided position accuracy calculation unit that calculates a positional accuracy in the joint angle, an output unit for outputting a pre-Symbol positional accuracy on the display unit, wherein the output unit is stored in the storage unit and a plurality of distribution robot controller you output as a map of the position accuracy information.
上記第二の態様に係るロボット制御装置によれば、位置精度算出部によって、予め記憶部に格納された関節角度空間を分割する際に画定される複数の分割点における位置精度情報と、多関節ロボットの現在の手先位置に基づいて、当該手先位置における位置精度が算出される。そして、算出された位置精度が、出力部によって外部に出力される。 According to the robot control device according to the second aspect, the position accuracy calculation unit determines position accuracy information at a plurality of division points defined when dividing the joint angle space stored in the storage unit in advance, and the multi-joint Based on the current hand position of the robot, the position accuracy at the hand position is calculated. The calculated position accuracy is output to the outside by the output unit.
このように、記憶部に格納されている位置精度情報が関節角度空間に基づくものであり、これに基づいて算出された多関節ロボットの現在の手先位置における位置精度の情報を教示者に提示できるため、教示者は、精度が低下する特異点近傍を避けて教示することができる。結果として、教示者の教示操作性を向上させることができる。 As described above, the position accuracy information stored in the storage unit is based on the joint angle space, and information on the position accuracy at the current hand position of the articulated robot calculated based on the information can be presented to the teacher. Therefore, the teacher can teach by avoiding the vicinity of the singular point where the accuracy decreases. As a result, the teaching operability of the teacher can be improved.
上記いずれかの態様に係るロボット制御装置において、前記位置精度情報は、予め計測された前記多関節ロボットの実際の位置と、指令された位置との差分値であってもよい。 In the robot control apparatus according to any one of the above aspects, the position accuracy information may be a difference value between a pre-measured actual position of the articulated robot and a commanded position.
本発明によれば、多関節ロボットを教示する際の教示操作性を向上することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to improve teaching operability when teaching an articulated robot.
(第一の実施形態)
以下、本発明の一実施形態に係るロボット制御装置について、図面を参照して詳細に説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a robot control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本実施形態のロボット制御装置1は、互いにバスを介して接続された、不図示の、CPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の主記憶装置と、HDD(Hard Disk Drive)等の補助記憶装置と、教示ペンダント等の入出力装置が接続される入出力インタフェースと、ロボット等の外部機器との間で種々のデータのやりとりを行う外部インタフェース等と、を備えている。補助記憶装置には、各種プログラムが格納されており、CPUが補助記憶装置からプログラムをRAM等の主記憶装置に読み出し、実行することにより、種々の処理が実現される。 The robot control apparatus 1 of this embodiment includes a CPU (Central Processing Unit), a main storage device such as a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, which are connected to each other via a bus. Auxiliary storage devices such as HDD (Hard Disk Drive), input / output interfaces to which input / output devices such as teaching pendants are connected, and external interfaces that exchange various data with external devices such as robots It is equipped with. Various programs are stored in the auxiliary storage device, and various processes are realized by the CPU reading the program from the auxiliary storage device to a main storage device such as a RAM and executing it.
図1に示されるように、本実施形態に係るロボット制御装置1は、CPUによって実行される機能ブロックとして、位置精度情報記憶部(記憶部)11と、位置精度算出部12と、位置精度出力部(出力部)13と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the robot control apparatus 1 according to the present embodiment includes a position accuracy information storage unit (storage unit) 11, a position
位置精度情報記憶部11は、位置精度算出部12と位置精度出力部13とに接続されている。位置精度算出部12は、多関節ロボット2と、位置精度情報記憶部11と、位置精度出力部13とに接続されている。位置精度出力部13は、位置精度情報記憶部11と位置精度算出部12と多関節ロボット2とに接続されている。また、位置精度出力部13には、表示部を有する教示ペンダント(不図示)が接続されている。
The position accuracy
位置精度情報記憶部11は、上述の主記憶装置又は補助記憶装置の一部により構成され、多関節ロボット2の動作領域の全てを格子状に分割することによって画定される格子点(分割点)の夫々における位置精度データ(位置精度情報)を格納するように構成されている。位置精度データは、図2に示されるように、位置データと精度データとが対応付けられた位置精度テーブルとして格納されている。位置データは、多関節ロボット2に固定されたロボット座標系を基準とする各格子点の三次元座標値である。精度データは、一の格子点を指令位置とした場合に、指令に従って移動した実際の多関節ロボット2の手先位置から指令位置を差し引いた値、すなわち差分値であり、全ての格子点について予め算出され、位置精度テーブルに格納されている。なお、実際の多関節ロボット2の手先位置は、三次元測定センサによって計測することができる。
The position accuracy
より具体的には、各格子点における位置精度データ(Ax,Ay,Az)は、多関節ロボット2に対する指令位置(Cx,Cy,Cz)と三次元測定センサの出力(Mx,My,Mz)から以下の式(1)〜(3)により算出される。
Ax=Mx−Cx (1)
Ay=My−Cy (2)
Az=Mz−Cz (3)
More specifically, the position accuracy data (Ax, Ay, Az) at each lattice point is the command position (Cx, Cy, Cz) for the articulated
Ax = Mx−Cx (1)
Ay = My-Cy (2)
Az = Mz-Cz (3)
なお、各格子点間の間隔は、等間隔でなくてもよい。例えば、精度データの変化が大きい領域においては、格子間隔を密にし、精度データの変化が小さい領域においては、格子間の間隔を大きくしてもよい。このようにすることで、位置精度情報記憶部11の記憶容量を抑えつつ、位置精度データを精確に求めることができる。
Note that the intervals between the lattice points may not be equal. For example, in a region where the change in accuracy data is large, the lattice interval may be made dense, and in a region where the change in accuracy data is small, the interval between lattices may be increased. By doing in this way, position accuracy data can be calculated | required correctly, suppressing the memory capacity of the position accuracy
位置精度算出部12は、多関節ロボット2から受信した現在の手先位置の情報と、位置精度情報記憶部11に格納された位置精度データとに基づいて、多関節ロボット2の現在の手先位置における位置精度を算出するように構成されている。現在の手先位置における位置精度は、一般的な公知の補間方法により近隣の格子点における位置精度データから算出することができる。例えば、現在の手先位置近傍の8点の格子点における位置精度データから線形補間によって算出することができる。
The position
位置精度出力部13は、多関節ロボット2から受信した現在位置の情報と、位置精度算出部12によって算出された多関節ロボット2の現在位置の位置精度と、位置精度情報記憶部11に格納された各格子点の位置精度データを教示ペンダントの表示部(不図示)に出力するように構成されている。
The position
位置精度出力部13は、図3に示されるように、位置精度情報記憶部11に格納された各格子点の位置精度データに基づいて、多関節ロボット2の動作領域空間を、「精度良好エリア」、「精度普通エリア」及び「精度不良エリア」の三つの領域に分けて出力するように構成されている。
As shown in FIG. 3, the position
図3に示される例では、細かいドットパターンの領域が「精度良好エリア」を示しており、粗いドットパターンの領域が「精度普通エリア」を示しており、ハッチングされている領域が「精度不良エリア」を示している。 In the example shown in FIG. 3, the fine dot pattern area indicates the “high accuracy area”, the coarse dot pattern area indicates the “normal accuracy area”, and the hatched area indicates the “inaccuracy area”. Is shown.
また、本実施形態の位置精度出力部13は、図4に示されるように、教示ペンダント上の表示部に、多関節ロボット2の現在位置における各軸の角度と、現在位置に対応する誤差値並びに平均値及び最大値と、位置精度データの分布が夫々の精度に応じて三つの領域に分けられた動作範囲全体のマップと、その三つの領域のうち現在の手先位置における位置精度が属する領域を示す文字列と、を表示する。図4に示される例では、多関節ロボット2の手先位置が「精度良好エリア」の範囲内であるため、「精度良好」の文字列が表示されている。
Further, as shown in FIG. 4, the position
次に、上記構成を備えるロボット制御装置1において実行される処理について、図1及び図6を参照しながら説明する。なお、以下の処理を実行する前に、多関節ロボット2に対して予めキャリブレーションを行い、絶対位置精度を向上させておくものとする。
Next, processing executed in the robot control apparatus 1 having the above configuration will be described with reference to FIGS. 1 and 6. It is assumed that the articulated
まず、位置精度算出部12において、教示者によって教示された、多関節ロボット2の現在の手先位置における位置精度が、位置精度情報記憶部11に格納された位置精度データから算出される(図6のステップS1)。
First, the position
そして、位置精度出力部13において、現在位置、位置精度算出部12において算出された現在位置における位置精度、位置精度情報記憶部11に格納された位置精度データのマップ表示が教示ペンダントの表示部に出力される(図6のステップS2)。
In the position
このように、本実施形態に係るロボット制御装置1によれば、多関節ロボット2の現在位置における精度情報を教示者に即座に提示できるため、教示者の教示操作性が向上する。教示者は、提示された位置精度の情報に基づいて、教示位置における精度が良好ではないと判断した場合に、ワークの位置の変更や多関節ロボット2の設置場所の変更をすることにより、精度が良好ではない位置を避けて教示を行うことができる。また、教示者は、精度が良好ではないと判断した領域について再度キャリブレーション作業を実施することができる。
As described above, according to the robot control apparatus 1 according to the present embodiment, the accuracy information at the current position of the articulated
(第二の実施形態)
次に、第二の実施形態について説明する。第二の実施形態では、多関節ロボット2の関節角度空間を分割する際に画定される複数の分割点における位置精度データが位置精度情報記憶部11に格納される点で、第一の実施形態と異なる。以下、第一の実施形態と異なる点を中心に説明する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, the position accuracy data at a plurality of division points defined when the joint angle space of the articulated
本実施形態における位置精度情報記憶部11に格納される位置精度データは、図5に示されるように、関節角度空間における分割点の位置データと精度データとが対応付けられた位置精度テーブルとして格納されている。位置データは、多関節ロボット2の関節軸J1〜J6の関節角度で表されている。精度データは、一の分割点を指令角度とした場合に、指令に従って移動した実際の多関節ロボット2の手先位置から指令角度によって決定される手先位置を差し引いた値であり、全ての分割点について予め算出され、位置精度テーブルに格納されている。
The position accuracy data stored in the position accuracy
なお、図5では、全ての関節軸J1〜J6からなる関節角度空間における各分割点の位値精度データが位置精度テーブルに保存されているが、精度データの変化の小さい要素については省いてもよい。例えば、関節軸J4〜J6による姿勢の精度に対する影響が少ない場合、関節軸J1〜J3からなる関節角度空間を格子状に分割し、各分割点における位置精度データのみを位置精度テーブルに保存しておくことで、位置精度情報記憶部11の記憶容量を抑えることができる。
In FIG. 5, the position accuracy data of each division point in the joint angle space including all the joint axes J1 to J6 is stored in the position accuracy table. However, elements with small changes in the accuracy data may be omitted. Good. For example, when there is little influence on the posture accuracy by the joint axes J4 to J6, the joint angle space composed of the joint axes J1 to J3 is divided into a lattice shape, and only the position accuracy data at each division point is stored in the position accuracy table. Thus, the storage capacity of the position accuracy
本実施形態における位置精度算出部12は、多関節ロボット2から受信した現在の関節角度の情報と、位置精度情報記憶部11に格納された位置精度データとに基づいて、多関節ロボット2の現在位置における精度情報を算出するように構成されている。現在位置における精度情報は、一般的な公知の補間方法により近隣の分割点における位置精度データから算出することができる。
The position
このように、本実施形態では、位置精度情報記憶部11に格納されている位置精度データが関節角度空間に基づくものであり、これに基づいて算出された多関節ロボット2の現在位置における精度情報を教示者に提示できるため、教示者は、精度が低下する特異点近傍を避けて教示することができる。
As described above, in the present embodiment, the position accuracy data stored in the position accuracy
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to these embodiments, and includes design changes and the like within a scope that does not depart from the gist of the present invention. .
例えば、上述の実施形態では、位置精度テーブルの精度データをX,Y,Zの夫々の成分によって保存しているが、これに限られず、他の形式で保存してもよい。
また、上述の実施形態では、位置精度出力部13が位置精度を出力させる出力先として、教示ペンダントの表示部としたが、これに限られず、ロボット制御装置1に接続可能な他の外部出力装置であってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the accuracy data of the position accuracy table is stored by the respective components of X, Y, and Z. However, the present invention is not limited to this, and may be stored in other formats.
In the above-described embodiment, the display unit of the teaching pendant is used as the output destination from which the position
1 ロボット制御装置
2 多関節ロボット
11 位置精度情報記憶部(記憶部)
12 位置精度算出部
13 位置精度出力部(出力部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
12 Position
Claims (3)
前記位置精度情報及び前記多関節ロボットの現在の手先位置に基づいて、当該手先位置における位置精度を算出する位置精度算出部と、
前記位置精度を表示部に出力する出力部と、
を備え、
前記出力部が、前記記憶部に格納された複数の前記位置精度情報の分布をマップとして出力するロボット制御装置。 A storage unit for storing position accuracy information at a plurality of division points defined when dividing the motion region space of the articulated robot into a plurality of regions in a grid pattern;
A position accuracy calculation unit that calculates position accuracy at the hand position based on the position accuracy information and the current hand position of the articulated robot;
An output unit for outputting a pre-Symbol positional accuracy on the display unit,
Equipped with a,
The robot control device , wherein the output unit outputs a distribution of a plurality of the position accuracy information stored in the storage unit as a map .
前記位置精度情報及び前記多関節ロボットの現在の関節角度に基づいて、当該関節角度における位置精度を算出する位置精度算出部と、
前記位置精度を表示部に出力する出力部と、
を備え、
前記出力部が、前記記憶部に格納された複数の前記位置精度情報の分布をマップとして出力するロボット制御装置。 A storage unit for storing position accuracy information at a plurality of division points defined when dividing the joint angle space of the multi-joint robot;
A position accuracy calculation unit that calculates the position accuracy at the joint angle based on the position accuracy information and the current joint angle of the articulated robot;
An output unit for outputting a pre-Symbol positional accuracy on the display unit,
Equipped with a,
The robot control device , wherein the output unit outputs a distribution of a plurality of the position accuracy information stored in the storage unit as a map .
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